PAGE5 / 教學(xué)設(shè)計(jì) 高中物理 選修必修課 1.2《動量定理》 日期： §1.2 動量定理 教學(xué)設(shè)計(jì)《動量定理》 本課是在學(xué)習(xí)動量、動量變化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步理解和鞏固動量變化，為后面學(xué)習(xí)動量守恒打下基礎(chǔ)。 在整個高中物理中，解決物理問題的觀點(diǎn)主要有三種，動量觀點(diǎn)是其中之一。 【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識與技能 1.理解沖量的定義。 2.能從牛頓運(yùn)動定律中推導(dǎo)出動量定理的表達(dá)式，理解動量定理的表達(dá)式，知道動量定理也適用于變力的情形。 3.能運(yùn)用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象、計(jì)算有關(guān)問題。 二、 流程與方法 1.體驗(yàn)動量定理的實(shí)驗(yàn)探索與推導(dǎo)過程，學(xué)會用實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)的方法研究物理問題。 2.利用動量定理進(jìn)行定量計(jì)算，提高學(xué)生的定量計(jì)算能力。 3.通過運(yùn)用動量定理處理實(shí)際問題，提高學(xué)生建立物理模型、分析問題和解決問題的能力。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.培養(yǎng)學(xué)生的觀察和動手能力，鼓勵學(xué)生把所學(xué)知識運(yùn)用到日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中。 2.提高學(xué)生的合作與溝通能力。 【教學(xué)重點(diǎn)】動量定理的推導(dǎo)與文字表述。 【教學(xué)難點(diǎn)】應(yīng)用動量定理解決相關(guān)問題。 【教學(xué)方式】實(shí)驗(yàn)法、講解練習(xí)法、討論法 【教學(xué)過程】 1.新課引入 教師演示雞蛋下落破碎，要求學(xué)生思考保護(hù)雞蛋不被破碎的方法。
請一位同學(xué)上來驗(yàn)證大家的方法。將兩個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，讓學(xué)生從外觀上分析雞蛋不破碎的原因。動量變化ΔP、時間Δt和力F之間有什么關(guān)系呢？這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的：動量定理。 二、新課教學(xué) （一）動量定理的理論推導(dǎo) 一個質(zhì)量為m的物體，在光滑水平面受到恒定力F的作用，做勻速加速直線運(yùn)動，初始時刻物體的速度為v，經(jīng)過一段時間Δt后，它的速度變?yōu)関'。 請思考以下問題： 從運(yùn)動學(xué)的角度，物體的加速度可以怎樣表示？ 根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度可以怎樣表示？ 理清以上兩個關(guān)系，你得到了什么規(guī)律？ 或 （二）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動量定理 實(shí)驗(yàn)器材：鐵架、電火花點(diǎn)定時器、220v交流電、重物、夾子、紙膠帶、尺子。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證動量定理 要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模柚F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過小組討論，要求學(xué)生簡述實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)測量方法： 記錄數(shù)據(jù)： 重物重量為3N（計(jì)算時注意單位換算，ΔP保留三位顯著數(shù)字） S1/cmV/(m/s) S2/cmV'/(m/s) ΔP/(kgm/s) F/NΔt/s FΔt1234 觀察表格中的數(shù)據(jù)，是否在允許的誤差范圍內(nèi)？ （三）基礎(chǔ)知識 1、沖量 ①概念：物理學(xué)中，力與力作用時間的乘積稱為力的沖量。 ② 表達(dá)式：I=F?t ③ 單位：牛頓秒，符號為N·S ④ 物理意義：反映力對時間的累積作用。
⑤ 矢量與標(biāo)量的性質(zhì)：矢量，沖量的方向與力的方向相同 ⑥ 適用條件：求恒定力的沖量 2、動量定理 ① 內(nèi)容：一個過程中力作用于物體的沖量，等于這個過程開始和結(jié)束時其動量的變化量。 ② 表達(dá)式：F ③ 各物理量的意義： ④ 矢量性質(zhì)：寫出公式前要注明正方向。 問題：碰撞時物體所受的力往往不是恒定的力，物體也不是勻加速運(yùn)動的，那么動量定理還適用嗎？學(xué)生討論發(fā)表意見，教師點(diǎn)評補(bǔ)充。 類比推導(dǎo)勻加速直線運(yùn)動位移的過程和方法，利用“化歸不變”的思想和微分元的方法，我們可以把碰撞過程細(xì)分為許多短過程，且每個短過程中物體所受的力變化不大，這樣就可以對每個短過程施加F?t=PP。 把應(yīng)用到各個短過程的關(guān)系式相加，就得到了整個過程的動量定理。在F?t=P的應(yīng)用中，動量定理不僅適用于力不變的過程，也適用于力變的過程；不僅適用于物體做直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動；不僅適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子。 （四）動量定理的應(yīng)用 1、解釋演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，讓學(xué)生解釋為什么第二次實(shí)驗(yàn)時，雞蛋完好無損？ 教師點(diǎn)評、總結(jié)： 變換動量定理公式：若物體的動量變化量相同，那么作用時間越長，物體受到的力越小；作用時間越短，物體受到的力越大。若作用時間相等，那么動量變化量越大，物體受到的力越大；動量變化量越小，物體受到的力越小。
另外，讓學(xué)生說話，多舉動量定律在生活中的應(yīng)用例子。教師展示一些圖片，豐富學(xué)生的理解。 2.計(jì)算類問題 【例】一個質(zhì)量為0.18kg的壘球以水平速度25m/s飛向一只球棒，被球棒擊中后，以45m/s的速度反方向水平飛回。設(shè)球棒與壘球的作用時間為0.002s，則球棒對壘球的平均力是多少？ 學(xué)生爬上黑板執(zhí)行答題步驟，教師點(diǎn)評規(guī)范。 分析：球棒對壘球的力是一個變力，力的作用時間很短，在這短暫的時間內(nèi)，力先急劇增大，然后急劇減小到0。在撞擊、碰撞等問題中，相互作用的時間很短暫，力的變化都有這個特點(diǎn)。 動量定律適用于變力作用過程，因此，可用動量定律計(jì)算球棒對壘球所受的平均力。 解：設(shè)壘球飛向球棒的速度方向?yàn)檎较颍瑝厩虻某鮿恿繛閜=mv=0.18×25kg·米/秒=4.5kg·米/秒，壘球的最終動量為p=mv=-0.18×45kg·米/秒=-8.1kg·米/秒，根據(jù)動量定律，壘球所受的平均力為F=。 壘球所受的平均力的大小為6300N。 負(fù)號表示力的方向與坐標(biāo)軸方向相反，即力的方向與壘球飛出的方向相反。 【鞏固練習(xí)】下列說法正確的是（ ） A.力越大，力對物體產(chǎn)生的沖量越大。 B. 如果物體的動量在一段時間內(nèi)發(fā)生變化，則動能也必須發(fā)生變化。
C.如果物體的動量在一段時間內(nèi)發(fā)生變化，那么在此期間物體所受的合外力一定不為零。 D.合外力作用于物體的沖量越大，它的動量就越大。 2.如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體，在與水平方向成角度θ的力F作用下，以恒定速度v向前運(yùn)動t秒。在此期間，力F的沖量與物體所受的合外力的沖量分別是（ ）A.Ft，F(xiàn)tcosθB.Ftsinθ，F(xiàn)tcosθC.Ftcosθ，0D.Ft，04.蹦床是一項(xiàng)競技運(yùn)動，運(yùn)動員利用蹦床的反彈力來表演技巧。一名體重為50公斤的運(yùn)動員從1.8米高處自由落體到蹦床上。 設(shè)從運(yùn)動員觸及蹦床到運(yùn)動員下沉到最低點(diǎn)，時間間隔為0.2s，則在此期間，蹦床對運(yùn)動員所施加的沖量的大小為（忽略空氣阻力）（ ） A.400 N·s B.300 N·s C.200 N·s D.100 N·s 三、課堂總結(jié) 要求學(xué)生盡量總結(jié)本課所學(xué)的知識和方法。 學(xué)生學(xué)習(xí)分析 經(jīng)過必修課1、2的學(xué)習(xí)，學(xué)生初步掌握了物理學(xué)的基本知識和原理，也具備了一定的分析和解決物理問題的能力。特別是經(jīng)過第16章第1節(jié)（實(shí)驗(yàn)：探索碰撞中的不變量）的學(xué)習(xí)，為本課的學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)和準(zhǔn)備，因此，大部分學(xué)生可以獨(dú)立進(jìn)行推理、分析和判斷。但由于動量定理是矢量的，這會給學(xué)生的學(xué)習(xí)、理解和運(yùn)用帶來一定的障礙。
動量定理效果分析 韓麗芬老師：李老師講授的《動量定理》這節(jié)課從演示實(shí)驗(yàn)入門到采用小組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，充分體現(xiàn)了物理學(xué)科的特點(diǎn)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、實(shí)驗(yàn)探索、理論推導(dǎo)，符合物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。知識的學(xué)習(xí)由質(zhì)變量，循序漸進(jìn)，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。如果給學(xué)生更多的發(fā)言交流機(jī)會，效果會更好！ 趙恩寬老師：這節(jié)課一開始就用生活中常見的雞蛋設(shè)計(jì)了導(dǎo)言，學(xué)生積極參與演示，效果很好，緊扣主題。教學(xué)語言簡潔優(yōu)美，整節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)富有創(chuàng)意，課中引用視頻，感受這一段知識在生活中的應(yīng)用。課堂教學(xué)緊緊圍繞教學(xué)目標(biāo)，突出教學(xué)重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。 體現(xiàn)了課堂的主角是學(xué)生，教師作為引導(dǎo)者，體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)的思想，教學(xué)效果極佳。范景超老師：這堂課，李老師先從定性的角度介紹動量定律，再從定量的角度讓學(xué)生逐步掌握動量定律，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，加深了學(xué)生對動量定律的理解，效果良好。學(xué)生在練習(xí)中定量計(jì)算題較少，課后要加強(qiáng)訓(xùn)練，更好地掌握動量定律。《動量定理》教材分析《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材物理（人教版選修3-5）》第16章第2節(jié)（動量與動量定律）中的動量定律是物理學(xué)的核心內(nèi)容之一。 動量定律雖然是由牛頓第二定律推導(dǎo)出來的，但是動量定律的適用范圍比牛頓第二定律要廣泛。
更重要的是，動量定理把過程量（沖量）和兩個簡單??狀態(tài)量（動量的變化量）有機(jī)地聯(lián)系在一起，比牛頓第二定律更加容易應(yīng)用。因此，本課不僅是本章的核心內(nèi)容，更是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容。 《動量定理》考核練習(xí) 【例】一個質(zhì)量為0.18kg的壘球以25m/s的水平速度向球棒飛去，被球棒擊中后，以45m/s的速度沿反方向水平飛回。設(shè)球棒與壘球作用時間為0.002s，則球棒對壘球的平均力是多少？ 分析：球棒對壘球的力是一個變力，力的作用時間很短暫。 在這短暫的時間內(nèi)，力先急劇增大，然后急劇減小到0。在沖擊、碰撞等問題中，相互作用時間很短暫，力的變化都有這一特點(diǎn)。動量定理適用于變力作用的過程，因此可以利用動量定理計(jì)算球棒對壘球的平均力。解：定義壘球飛向球棒的速度方向?yàn)檎较颍瑝厩虻某鮿恿繛閜=mv=0.18×25kg·m/s=4.5kg·m/s，壘球的最終動量為p=mv=-0.18×45kg·m/s=-8.1kg·m/s，根據(jù)動量定律，壘球所受的平均力為F=。壘球所受的平均力的大小為6300N。 負(fù)號表示力的方向和坐標(biāo)軸方向相反，也就是力的方向和壘球飛出的方向相反。 【鞏固練習(xí)】下列說法中正確的是（ ） A.力越大，力對物體產(chǎn)生的沖量越大。
B.如果物體的動量在一段時間內(nèi)發(fā)生變化，那么動能也必須發(fā)生變化。 C.如果物體的動量在一段時間內(nèi)發(fā)生變化，那么在這段時間內(nèi)物體所受的合外力一定不為零。 D.合外力作用于物體的沖量越大物理高中必修一1-2 動量定理》（教案），它的動量就越大。 2.如圖所示，質(zhì)量為m的物體在與水平方向成角度θ的力F作用下，以恒定速度v向前運(yùn)動t秒。在此期間，力F的沖量與物體所受的合外力的沖量分別是（ ）A.Ft，F(xiàn)tcosθB.Ftsinθ，F(xiàn)tcosθC.Ftcosθ，0D.Ft，04.蹦床是一項(xiàng)競技運(yùn)動，運(yùn)動員利用蹦床的反彈力來表演技巧。一名體重為50公斤的運(yùn)動員從1.8米高處自由落體到蹦床上。 如果從運(yùn)動員接觸蹦床到運(yùn)動員下沉到最低點(diǎn)的時間是0.2s，那么在這段時間內(nèi)蹦床對運(yùn)動員的沖量大小（忽略空氣阻力）為（ ）A. 400 N·sB. 300 N·sC. 200 N·sD. 100 N·s 《動量定理》課后反思學(xué)生學(xué)習(xí)動量后，會對動量有新的認(rèn)識，對沖量和動量定理有新的認(rèn)識。這節(jié)課我們首先會從定性的角度分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解動量定理。然后我們會根據(jù)以前學(xué)過的自由落體運(yùn)動設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動量定理。學(xué)生會以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，互相討論，合作學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)中最重要的是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，從學(xué)生得到的數(shù)據(jù)來看，大部分小組得出的數(shù)據(jù)符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)合理。 但也有個別小組處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)太慢，沒有得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。還有一部分小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不合理，其實(shí)重力的沖量應(yīng)該略大于動量的變化，原因是阻力的沖量與重力的沖量方向相反。實(shí)驗(yàn)操作存在問題，課后要反思。對于沖量的基本概念，學(xué)生要重點(diǎn)理解，通過學(xué)生的計(jì)算，大部分學(xué)生可以進(jìn)行簡單的應(yīng)用。
學(xué)生要想掌握動量定律，就應(yīng)加強(qiáng)課外訓(xùn)練，以達(dá)到掌握它的目的。《動量定律》課程標(biāo)準(zhǔn)解析 1.知識與技能： （1）理解動量、沖量的概念。 （2）理解動量定律的確切含義和表達(dá)物理高中必修一1-2 動量定理》（教案），知道動量定律的適用性和矢量性。 （3）能運(yùn)用動量定律解釋有關(guān)的物理現(xiàn)象和解決實(shí)際問題（限于一維情形）。 2.過程與方法： （1）通過動量定律的推導(dǎo)過程，培養(yǎng)學(xué)生的理論研究能力。 （2）通過閱讀文本、科學(xué)猜想、討論交流、理論研究和實(shí)驗(yàn)研究，讓學(xué)生體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的方法。 （3）通過學(xué)習(xí)人類認(rèn)識動量是矢量的歷史過程，讓學(xué)生體驗(yàn)物理學(xué)的研究方法。 3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀： （1）通過研究人類認(rèn)識動量是矢量的歷史過程，鼓勵學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，勇敢探索。 （2）通過實(shí)驗(yàn)演示、科學(xué)猜想、理論研究和實(shí)驗(yàn)研究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新欲望。 （3）運(yùn)用所學(xué)知識解釋常見現(xiàn)象，解決問題，讓學(xué)生體驗(yàn)成功的喜悅。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 1.重點(diǎn)： （1）動量定理的物理意義。 （2）應(yīng)用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象，解決實(shí)際問題。 2.難點(diǎn)：如何運(yùn)用動量定理解決問題（一維問題）。